Claire Swedberg
Após uma prova de conceito (PoC) de dois meses em 2023, a New Jersey Transit (NJT) está lançando um piloto de um ano de tecnologia de monitoramento de condições ferroviárias sem fio fornecida pela Humatics Corporation.
A solução será testada em três linhas ativas de passageiros e seis trens, cobrindo 160 quilômetros de trilhos, usando sensores sem fio instalados nos vagões da cabine da operadora. Os sensores são uma combinação de tecnologias de localização e sem fio para enviar dados para um servidor baseado em nuvem.
O software usa aprendizado de máquina e IA para medir mudanças nas condições ferroviárias, bem como identificar anomalias nos trilhos ou trens em tempo real.
Os trens tendem a balançar, chacoalhar e mudar conforme viajam de uma estação para outra. Mas essas oscilações podem fornecer uma solução sem fio com informações granulares sobre as condições dos trilhos, que podem ser imperceptíveis para os passageiros.
A tecnologia de monitoramento das condições dos trilhos Humatics Focus permite que as empresas ferroviárias realizem manutenção preditiva, fornecendo insights georreferenciados em tempo real sobre as condições dos trilhos ou possíveis defeitos, disse Aaron Whittemore, gerente geral de mobilidade da Humatics.
E, ao contrário de outras soluções de monitoramento das condições da via, ele faz isso coletando dados durante viagens de serviço fiscal.
A maioria das empresas ferroviárias já utiliza uma variedade de métodos para rastrear as condições das suas linhas ferroviárias. Com um método manual, os inspetores podem percorrer regularmente os trilhos e verificar visualmente se há problemas, usando seu conhecimento de domínio e anotando manualmente em um pedaço de papel quaisquer problemas relatados.
A versão de alta tecnologia do monitoramento de trilhos consiste em uma máquina que percorre periodicamente a extensão dos trilhos, fazendo varreduras geométricas a cada três, seis ou 12 meses. Este veículo de alta potência e alta tecnologia percorre lentamente os trilhos escaneando os trilhos em três dimensões.
Esses veículos de manutenção são frequentemente alugados, o que é caro. E porque viajam ao seu próprio ritmo, podem impedir o serviço real de receitas do próprio sistema.
O projeto piloto Humatics com a NJ Transit foi lançado no Transit Tech Lab, um programa acelerador de novas tecnologias e inovações das empresas parceiras da startup para resolver problemas específicos das agências de trânsito. O desafio de 2023 centrou-se na operação e manutenção.
A Humatics já forneceu uma solução baseada em banda ultralarga (UWB) para o MTA de Nova York. Para o projeto da cidade de Nova York, a tecnologia da Humatics rastreou dados de dispositivos com unidades de aceleração de medição inercial que identificaram a localização e foram transmitidos por meio de sensores UWB.
A empresa sediada em Massachusetts aproveitou essa experiência e criou uma solução para o Transit Tech Lab que usava dados de medição inercial para identificar defeitos na via. O sistema utiliza tecnologias sem fio – como Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS), LTE e Wi-Fi – que já foram implantadas pela agência de trânsito. Dessa forma, não seria necessário instalar nenhum portal ou outra infra-estrutura ao longo da via.
Seguindo os resultados desse PoC, a NJ Transit optou por prosseguir com o piloto, o que significa a adição de quatro conjuntos adicionais de trens leves sobre trilhos e cobrindo um total de 160 quilômetros de trilhos.
Quando os 12 meses terminarem no final deste ano, a NJ Transit examinará novamente os resultados e tomará a decisão de implantar a solução permanentemente.
O evento contará com empresas usuárias finais discutindo o uso da tecnologia em diversos setores, bem como expositores que oferecem soluções de etiquetagem para diversas aplicações.
A solução Humatics pretende ser uma solução de custo total mais baixo que possa automatizar e aprimorar os dados coletados apenas periodicamente pelos métodos existentes.
O software, usando dados de sensores, rastreia sete métricas: alinhamento lateral, alinhamento vertical, superelevação, torção da pista, empenamento da pista, contato físico e conforto do passageiro, disse Jared Bruton, gerente sênior de produtos para mobilidade da Humatics Corp.
Com o piloto, um sensor Humatics é montado no teto interno, na cabine do operador dos vagões. Cada um coleta dados como inclinações, torções e curvas ou quedas, e envia esses dados via 5G, LTE ou Wi-Fi junto com a localização do trem nos trilhos via satélite e correção RTK.
O software recebe os dados e aplica técnicas avançadas de aprendizado de máquina e IA, diz Bruton.
“Esta abordagem procura variações”, diz ele, tanto em tempo real como durante um período prolongado.
Embora Bruton ressalte que “embora detectemos grandes defeitos na via ou mudanças de alinhamento”, não é o objetivo substituir o outro monitoramento periódico das condições dos trilhos que pode visualizar condições adicionais, como a detecção de corrosão nos parafusos abaixo dos trilhos.
“Damos a eles uma ideia muito boa dos grandes problemas que estão começando a se desenvolver e então eles podem ir e pedir que seu inspetor responda”, explica Bruton.
O GNSS fornece dados de localização juntamente com correção RTK (posicionamento cinemático em tempo real) para identificar ainda mais onde a leitura do sensor foi coletada, em cerca de um metro.
Se o sistema perder o acesso à conexão via satélite – como em um túnel – o software pode estimar a localização do carro usando cálculo morto e outras técnicas de posicionamento para que uma anomalia ainda possa ser vinculada ao local da pista em que foi detectada.
Com investimentos significativos do governo federal, a indústria de trânsito dos EUA procura garantir que a sua infraestrutura esteja em bom estado de conservação.
O sistema Humatics Focus visa confirmar “que sua manutenção está sendo feita de forma eficaz e que não há grandes falhas que se desenvolvam ao longo do tempo”, disse Whittemore. “Foram um backup de segurança para eles.”
Os problemas que podem ocorrer com anomalias nos trilhos podem incluir problemas como quebras de trilhos, descarrilamentos, danos ao trem, mas também podem afetar o conforto dos passageiros.
“Os objetivos da New Jersey Transit e de outras agências nos EUA são avançar em direção à manutenção preditiva e iniciar a digitalização dos processos. Portanto, estamos ajudando a possibilitar essa mudança”, disse Whittemore.